Предпроектная подготовка разработки систем ЧПУ металлорежущими станками

_{Таким же образом найдем nб при обработке Стали 45.}

_{Подачу  принимаем} 

_{В соответствии с [2] назначим Сv=7 , y=0.7 q=0.4 m=0.2.} 
 

  

_{nv=1,3  KиV=1   KIV=1}

_{Принимаем T=35 в соответствии с [2], тогда можем рассчитать наибольшую скорость при сверлении}

 

_тогда 

Зная наибольшую и наименьшую частоты найдем Rп – полный диапазон регулирования , потом Rp диапазон регулирования с постоянной мощностью  

_{Примем  число ступеней коробки  скоростей станка равным zk =2. Тогда диапазон регулирования главного исполнительного двигателя системы управления будет равен}

_{Рассчитаем  далее требуемую  мощность двигателя. Для этого рассчитаем крутящий момент при  сверлении серого чугуна по формуле} 

 

_{полагая , Сm=0.021, y=0.8  q=2 в соответствии с [2]}

_{Получим}

_{Найдем  требуемую мощность резания при сверлении} 

_{Из  полученных результатов  принимаем двигатель главного движения 1 асинхронные двигатели серии 4А} 

_{Число полюсов – 2,4,6,8  l1=667мм,l2=110мм,l3=210мм,h1=160мм, h2=430мм, d=358мм, b=254мм m=135кг}

 _{Число полюсов – 2,4,6,8  l1=452мм,l2=80мм,l3=140мм,h1=112мм, h2=310мм, d=260мм, b=190мм m=56кг} 

                              _{3. Выбор двигателей подач} 

_{Выбирая двигатели подач  дял токарных станков, расчеты ведут  применительно к  продольной координате станка. Прежде всего  рассчитывают наибольшую тяговую силу подачи. Для этого вес  перемещаемых частей станка определим  как} 

_{Коэффициент К примем 1,15(коэффициент, учитывающий влияние опрокидывающего момента) а коэффициент f = 0,15(приведенный коэффициент трения в направляющих)} 

_{Px и Pz составляющие силы резания, причем Px=Pz/2, Pz=Pzб тогда} 

_{Зная  Q, найдем необходимый крутящий момент на валу}

 

_{Где p=5 – шаг ходового винта, i=1 – передаточное отношение двигателя до винта , ηв =0,95  КПД ШВП}

_{При выбранным p и i в процессе вычисления Mд, найдем на наименьшую и наибольшую частоту выбираемого двигателя.} 

_{По  найденным величинам  выбираем нужный электродвигатель привода продольной подачи. В целях  унификации двигатель  поперечной подачи принимается  такой же.  Двигатель  постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов типа ДПМ}

  

                  _{4.Выбор устройства отсчета перемещений.} 

    Точность  размеров и взаимного расположения элементов обрабатываемой на станке заготовки определяется в основном точностью установки координат  узлов станка, а точность формы  обрабатываемой поверхности – законами движения узлов относительно друг друга.

    Точность  движения узлов характеризуется  контурной точностью станка

    Δ_п – точность перемещения узла станка в точку с заданной координатой (точность позиционирования)

Принимаем , К1=0.4, K2=2 по [1] , тогда

Для продольного и поперечного перемещения суппорта (δд принимаю 0,008мм и 0,004 мм)

Позиционирование  шпинделя  по [1] 

 
 
 

Выбираем 2 линейных интерполятора и 1 импульсный преобразователь угла ЛИР

1. Линейный индуктосин ДЛП, класс точности  I  погрешность 25мкм( длина перемещения максмальная длина перемещения св.320 до 500)
2. Линейный индуктосин ДЛП, класс точности II погрешность 12мкм

    3)Импульсный  преобразователь угла ЛИР 190А  дискретность 10,8”

 

_{ДЛПН  нормальный, с линейкой шириной 58 мм}

                            
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                               _{5.Разработка кинематики.}

Разрабатывая  кинематики коробки скоростей главного привода станка, нужно иметь ввиду  что  =1,12 для станков с ЧПУ по нормали станкостроения Н11-1.

Выше  было принято что число ступеней Z = 3

Из  курса расчета и конструирования  станков: примем k=2,p=1,q=0

Тогда

 

_{Мощность  цепного инструментального  магазина}  

 _{Можно применить двигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов типа ДПМ 5,2  номинальной мощностью 750Вт}

_{Описание  кинематики:}

Шпиндель получает вращение от двигателя M1 через зубчато-ременную передачу,  тройной подвижный блок. Переключение диапазонов производят гидроцилиндром Ц1. В приводе главного движения предусмотрено тормозное устройство.

Крестовый суппорт  перемещается по 2 взаимно перпендикулярным осям от двигателей М2 и M3. Двигатели непосредственно связаны с ходовыми винтами. Для контроля перемещения суппорта установлены линейные интерполяторы. Линейные интерполяторы имеют недостаток загрязняться, поэтому необходимо предусмотреть защиту от загрязнения.

На суппорте закреплена инструментальная головка, куда можно устанавливать блоки  с неподвижными и вращающимися инструментами.

Вращающийся инструмент, который может работать как в  радиальном там и в осевом относительно главного шпинделя направлении, получает вращение от электродвигателя М4.  Инструментальные блоки устанавливают на V-образные выступы инструментальной головки. Зажим блока гидроцилиндром Ц3 осуществляется через Т образные пазы в блоке. К блоку прикреплена планка,  за которую он схватывается с оператором.

Задняя бабка  имеет гидроцилиндр Ц4 для перемещения  пиноли. Зажим пиноли и закрепление  бабки на станине осуществляется тарельчатыми пружинами, а разжим гидроцилиндрами.

Устройство автоматической смены инструмента состоит из магазина Д и автооператора  Г. Автооператор извлекает инструментальный блок из магазина, переносит его  к инструментальной головке  и  устанавливает блок в головку. Автооператор имеет гидроприводы для поворота, вертикального и горизонтального  перемещения захватных губок. Захватные губки приводятся в действие гидроцилиндрами Ц6 и Ц7. Перемещение правой и левой части автооператора производится гидроцилиндрами Ц8 и Ц9. Поворот автооператора – штоком цилиндра.

Цепной магазин  имеет вместимость 14 блоков.  Магазин  приводится во вращение двигателем М5 через червячную пару и 2 звездочки. Т-образный паз блока надевается на Т-образный выступ приспособления на звене магазина и фиксируется  под действием пружин, расфиксация  осуществляется гидроцилиндром. В качестве отсчетного устройства при выборе инструмента  используют систему сельсинов , связанных  с магазином через ряд зубчатых передач.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        6.Формулирование требований к электроавтоматике станка и    рекомендации по выбору типа системы устройства ЧПУ

 В автоматике главного привода нужно предусмотреть:

 -ручное задание частоты и направления вращения шпинделя;

   -автоматическое включение и выключение системы смазки коробки;

   -блокировки, предотвращающие одновременное включение двух и более                            передач коробки.

  -автоматическое включение и включение режима покачивания валов

   -автоматическое включение и выключение системы смазки коробки

   -блокировки , предотвращающие одновременное включение двух или более передач коробки 

 Требования  к приводам подач:

-ручное задание скорости и направления вращения привода;

  - управление тормозными муфтами или иными устройствами аналогичного                  назначения;

-автоматическое включение, выключение и контроль работоспособности моментных двигателей;

-автоматическое включение и выключение ускоренных ходов;

-сигнализация о переходе на ползучую скорость или в режим торможения, контроль остановки вращения или окончания режима торможения;

-автоматическое устранение люфтов (если не используются беззазорные передачи);

-автоматические блокировки и конечные выключатели, ограничивающие длину хода рабочего органа станка;

-автоматическое управление смазкой механизмов привода и пр.

 Автоматика  устройства смены инструмента должна обеспечивать:

-возможность ручного управления устройством (выбор нужного инструмента по командам оператора);

-индикацию номера выбранного инструмента;

-контроль занятости ячеек инструментального магазина;

-автоматическую фиксацию и расфиксацию инструмента после смены и перед ней;

-автоматический выбор направления движения подвижных элементов магазина (для обеспечения сокращения времени выбора инструмента);

-автоматический контроль исправности инструмента, хранящегося в магазине, и защитные блокировки;